第03讲变质岩的基本特征和分类
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岩石学_变质岩课件 第三章变质岩类型
/bperry/ metarock/SLATE.htm
石榴石云母片岩与片岩对比
片岩
Schist
This is a photograph of muscovite mica schist (large specimen in the middle) and two pieces of phyllite (laid atop the schist) taken in the San Gabriel Mountains. Note the larger crystal sizes of the schist, and the higher reflectivity of the phyllite samples. The camera lens is two inches in diameter
柱状矿物——阳起石，透闪石、普通角闪石等 粒状矿物——长石，石英等 有时含有石榴石、十字石、蓝晶石等特征变质矿物的变斑晶。
一般：片状矿物或柱状矿物>30%
粒状矿物常以石英为主，可含一定量长石，长石<25% (5) 与千枚岩区别：变晶粒度>0.1mm，肉眼可以辨认矿物 (6) 进一步划分：云母片岩，石英片岩，绿片岩，角闪片岩，蓝闪石片岩
对于糜棱岩，均加在前面，如花岗糜棱岩
三、动力变质岩的主要类型
1. 构造角砾岩
概念：指断裂带中，受到应力成糜棱状的碎块， 发生过位移（剪切、重力作用下）。
多数粒度>2 mm，被破碎的细碎屑或者外来溶解 物质胶结的岩石。
构造角砾岩通常在断裂带，有时可厚数百米，延 伸很长，可数百公里。
三、动力变质岩的主要类型
板岩 slate
/bperry/ metarock/SLATE.htm
石榴石云母片岩与片岩对比
片岩
Schist
This is a photograph of muscovite mica schist (large specimen in the middle) and two pieces of phyllite (laid atop the schist) taken in the San Gabriel Mountains. Note the larger crystal sizes of the schist, and the higher reflectivity of the phyllite samples. The camera lens is two inches in diameter
柱状矿物——阳起石，透闪石、普通角闪石等 粒状矿物——长石，石英等 有时含有石榴石、十字石、蓝晶石等特征变质矿物的变斑晶。
一般：片状矿物或柱状矿物>30%
粒状矿物常以石英为主，可含一定量长石，长石<25% (5) 与千枚岩区别：变晶粒度>0.1mm，肉眼可以辨认矿物 (6) 进一步划分：云母片岩，石英片岩，绿片岩，角闪片岩，蓝闪石片岩
对于糜棱岩，均加在前面，如花岗糜棱岩
三、动力变质岩的主要类型
1. 构造角砾岩
概念：指断裂带中，受到应力成糜棱状的碎块， 发生过位移（剪切、重力作用下）。
多数粒度>2 mm，被破碎的细碎屑或者外来溶解 物质胶结的岩石。
构造角砾岩通常在断裂带，有时可厚数百米，延 伸很长，可数百公里。
三、动力变质岩的主要类型
板岩 slate
/bperry/ metarock/SLATE.htm
3.变质岩的基本特征和分类命名
一、变质岩的化学成分和化学类型
变质岩化学类型的划分 ： （1）泥质(pelitic)：导源于泥质沉积物； （2）长英质(quartz-feldspathic)：包括 变质的砂岩、硅质凝灰岩和中酸性岩浆岩； （3）钙质(calcareous)：导源于灰岩和 白云岩(可含石英、粘土矿物等杂质)等钙质 沉积物； （4）基性(basic)：由基性岩浆岩、凝灰岩及含显著数 量的Ca、Al、Fe、Mg的不纯泥灰质沉积物转变而来的变 质岩； （5）镁质(magnesian)：导源于超基性岩浆岩和绿泥 石质及其它富含Mg、Fe的沉积物
变质岩的两种成因分类： 等物理系列：同一变质条件下形成的所有岩石， 矿物组合取决于原岩化学成分 eg. 一个变质相或变质带的岩石如低级变质绿片岩 相形成的云母片岩、变质砂岩、透闪石大理岩、绿 片岩、蛇纹岩等不同原岩类型的岩石
一、变质岩的化学成分和化学类型
变质岩化学类型的划分(Turner, 1955) ： （1）泥质（pelitic）：Al2O3和K2O含量高，K2O 和Al2O3相对含量变化大； （2）长英质（quartz-feldspathic）：SiO2含量 高，通常K2O过剩、Al2O3不足； （3）钙质（calcareous）：CaO含量高，可含一 定量的MgO、FeO、Al2O3和SiO2； （4）基性（basic）：MgO、FeO、CaO含量高， 可含一定量Al2O3； （5）镁质（magnesian）：富MgO、FeO，贫 CaO、Al2O3和SiO2
二、变质岩的矿物成分
1. 变质岩矿物成分的影响因素
原岩化学成分： 硅质灰岩，主要成分为CaCO3和SiO2，经变质后可出现Q、 Cc、Wo(硅灰石)，而不会出现And(红柱石, Al2SiO5)、 Ky(蓝晶石)、Sil(夕线石)等富铝矿物 成分为纯SiO2的硅质岩，在变质作用过程中仅出现Q，形 成纯的石英岩，而不会出现任何其它矿物 研究岩石的矿物成分可在一定程度上推断岩石的化学类型
变质岩重点
变质岩复习总结第一章：变质作用的基本概念1.如何理解变质作用？在地壳形成和发展、演化过程中，先存岩石（包括岩浆岩、沉积岩以及先存的变质岩）在地壳一定深处，为适应新的地质环境和物理化学条件，在基本保持固态的条件下发生的矿物组成、结构构造甚至化学成分的改变称为变质作用（metamorphism）。
其内涵包括以下几点：1. 变质作用的发生与地壳的形成演化、壳幔耦合有关。
2. 变质作用是一种内力地质作用，与岩浆作用、构造运动有内在联系，它们之间是平行关系。
3.变质作用基本是在固态下发生的。
4. 一般地，变质作用进行的环境是封闭（Close system)的,即变质前后的化学成分基本相同(isochemical) 。
5.在变质温度不断升高的情况下，原岩中若有一定的流体含量，则可发生重熔（溶）及交代，呈现为开放系统（open system) 。
2.变质作用的界限，与成岩作用、岩浆作用的区别和联系变质作用发生于一定的温度和压力范围，通常指温度T介于（150-200）—（700--900）℃，压力介于0.02-1.5Gpa之间。
成岩后生作用与变质作用之间没有截然的界限。
因为在后生成岩过程中也会产生一些在变质作用中形成的矿物，但变质作用中会出现典型矿物共生组合。
变质作用的发生过程主要是一个升温过程，先存岩石伴随温度升高发生变质反应形成新的矿物组合，或者发生重结晶改变原有的结构构造；岩浆作用主要是降温过程，是高温岩浆在温度下降条件下不断晶出矿物的过程。
变质作用主要是在固态条件下的矿物转变，岩浆作用则是在液态条件下的矿物晶出。
在岩石结构上。
变质岩是固态下矿物成核、生长的产物，多呈变晶结构，晶粒的自形程度取决于矿物的结晶势或成面能，而与矿物的结晶顺序无关；岩浆岩中晶出的矿物，其自形程度与矿物自熔体中结晶出的顺序关系密切。
变质作用与岩浆活动之间也没有一条截然的界线。
当温度升高、变质岩中存在一定量流体的情况下，岩石可能发生“部分重熔”，出现数量不等的熔体，这就是所谓的“混合岩化”。
变质岩的基本特征和分类命名ppt课件
第二节 蜕变岩的矿物成分
四.有关术语解释
1. 稳定矿物: 在特定蜕变条件下新构成的矿物或虽是原岩中的矿物,但在新的P-T 条件下依然坚持稳定的矿物.
2. 不稳定矿物: 指对某一蜕变作用的P-T条件来说是不平衡的原岩中的矿物,因蜕变 反响不彻底而保管下来.
3. 特征蜕变矿物: 有些矿物稳定存在的温度和压力范围较窄,因此能较好地反映特定 的温度和压力条件.
图片3-7. 反响边构造
A
Garnet
石榴石变斑晶周围由斜长石和紫苏辉石组成的冠状体 指示Garnet → Hy + Pl
图片3-8. 反响边构造
B
与图片8对应的岩石薄片，石榴石周围由斜长石 和紫苏辉石组成的冠状体
图片3-9. 反响构造
分布在斜长石和紫苏辉石间，由细 粒石榴石和石英组成的链状构造
1. 脆性变形构造：碎裂构造,碎斑构造,碎粒构造.
2. 韧性变形构造: 波形消光,变形纹,变形带,亚颗
3.
粒,核幔构造,拔丝组构等.
4. 四.交代构造
5.
常见类型例如:
代蚕食构造、
6.
代残留构造、交代净边构造.
交代假象构造、交 交
图片3-11. 糜棱岩 斜长石的S 型残斑构造, 双晶弯曲变形; 糜棱构造
第二节 蜕变岩的矿物成分
一. 蜕变岩矿物成分普通特征
1) 层状和链状晶格的矿物较普遍, 其延展性也较大. 2) 出现一些分子陈列严密，分子体积小, 密度大的高压
矿物. 3) 出现红柱石, 蓝晶石, 矽线石等同质异相矿物. 4) 矿物的变形景象发育. 5) 斜长石的环带构造在蜕变岩中少见.
第二节 蜕变岩的矿物成分
溶的铂族元素〔Pt\Pa〕稳定性更大。 4. 主要造岩氧化物含量在普通蜕变作用中无明显变化，
变质岩的基本特征
最后，变质岩形成具有特定结构和构造特征的新岩石类型，如板岩、千枚 岩、片岩等。
03 基本特征
结构特征
变晶结构
变质岩中的矿物颗粒在高温、高 压环境下重新结晶，形成较大颗 粒的晶体。这些晶体通常呈定向 排列，形成明显的变晶结构。
变余结构
变质岩中有时可见到原岩残留的 部分，称为变余结构。这是因为 部分原岩在变质过程中未完全转 化成新的矿物。
02 形成过程
固态岩石的变质
固态岩石在高温、高压条件下，经过 化学、物理变化，改变了原有结构、 矿物成分和构造特征，形成新的岩石 类型，这一过程称为变质作用。
变质作用的发生与地壳运动密切相关， 通常在地壳内部应力作用下，岩石发 生变形、断裂等物理变化，进而引发 化学成分的改变。
形成条件
高温
变质作用通常发生在地壳较深部位，温度较高， 一般在300℃以上。
高压
高压也是变质作用的重要条件之一，高压可以促使 岩石中的矿物发生重结晶和变形。
化学活动性流体
变质过程中需要有化学活动性流体的参与， 这些流体可以提供必要的化学成分和能量， 促进变质作用的进行。
形成过程
固态岩石在高温、高压条件下开始发生变质作用，首先是原有矿物发生分 解和重结晶，形成新的矿物。
随着温度和压力的进一步变化，岩石的物理性质也会发生改变，如硬度、 颜色、纹理等。
板岩
板岩由泥岩、页岩等岩石经压实和变质作用形成，呈板状 构造，常见于低级变质地区，具有独特的纹理和色彩。
05 与其他岩石的区别
与沉积岩的区别
形成方式
沉积岩是由风化、侵蚀和搬运作 用形成的，而变质岩则是由已存 在的岩石在高温和高压环境下经 过变质作用形成的。
矿物成分
沉积岩的矿物成分较为单一，常 见的有石英、长石、云母等，而 变质岩的矿物成分较为复杂，常 见的有石榴子石、透闪石、绿泥 石等。
03 基本特征
结构特征
变晶结构
变质岩中的矿物颗粒在高温、高 压环境下重新结晶，形成较大颗 粒的晶体。这些晶体通常呈定向 排列，形成明显的变晶结构。
变余结构
变质岩中有时可见到原岩残留的 部分，称为变余结构。这是因为 部分原岩在变质过程中未完全转 化成新的矿物。
02 形成过程
固态岩石的变质
固态岩石在高温、高压条件下，经过 化学、物理变化，改变了原有结构、 矿物成分和构造特征，形成新的岩石 类型，这一过程称为变质作用。
变质作用的发生与地壳运动密切相关， 通常在地壳内部应力作用下，岩石发 生变形、断裂等物理变化，进而引发 化学成分的改变。
形成条件
高温
变质作用通常发生在地壳较深部位，温度较高， 一般在300℃以上。
高压
高压也是变质作用的重要条件之一，高压可以促使 岩石中的矿物发生重结晶和变形。
化学活动性流体
变质过程中需要有化学活动性流体的参与， 这些流体可以提供必要的化学成分和能量， 促进变质作用的进行。
形成过程
固态岩石在高温、高压条件下开始发生变质作用，首先是原有矿物发生分 解和重结晶，形成新的矿物。
随着温度和压力的进一步变化，岩石的物理性质也会发生改变，如硬度、 颜色、纹理等。
板岩
板岩由泥岩、页岩等岩石经压实和变质作用形成，呈板状 构造，常见于低级变质地区，具有独特的纹理和色彩。
05 与其他岩石的区别
与沉积岩的区别
形成方式
沉积岩是由风化、侵蚀和搬运作 用形成的，而变质岩则是由已存 在的岩石在高温和高压环境下经 过变质作用形成的。
矿物成分
沉积岩的矿物成分较为单一，常 见的有石英、长石、云母等，而 变质岩的矿物成分较为复杂，常 见的有石榴子石、透闪石、绿泥 石等。
变质岩的形成和分类特征
变质岩的形成和分类特征变质岩简介变质岩，英文名称为metamorphic rock，是一种转化的岩石。
变质岩是在高温高压和矿物质的混合作用下由一种岩石自然变质成的另一种岩石。
质变可能是重结晶、纹理改变或颜色改变。
变质岩是在地球内力作用，引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。
这些力量包括温度、压力、应力的变化、化学成分。
固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下，发生物质成分的迁移和重结晶，形成新的矿物组合。
如普通石灰石由于重结晶变成大理石。
变质岩是组成地壳的主要成分，一般变质岩是在地下深处的高温（要大于150℃）高压下产生的，后来由于地壳运动而出露地表。
一般变质岩分为两大类，一类是变质作用作用于岩浆岩（即：火成岩），形成的变质岩成为正变质岩；另一类是作用于沉积岩，生成的变质岩为副变质岩。
大面积变质的岩石为区域性的，但也有局部性的，局部性的如果是因为岩浆涌出造成周围岩石的变质称为接触变质岩；如果是因为地壳构造错动造成的岩石变质为动力变质岩。
原岩受变质作用的程度不同，变质情况也不同，一般分为低级变质、中级和高级变质。
变质级别越高，变质程度越深。
如沉积岩粘土质岩石在低级作用下，形成板岩；在中级变质时形成云母片岩；在高级变质作用下形成片麻岩。
岩石在变质过程中形成新的矿物，所以变质过程也是一种重要的成矿过程，中国鞍山的铁矿就是一种前寒武纪火成岩形成的一种变质岩，这种铁矿占全世界铁矿储量的70%。
此外如锰钴铀共生矿、金铀共生矿、云母矿、石墨矿、石棉矿都是变质作用造成的。
变质岩是组成地壳的主要岩石类型之一。
在变质作用中，由于温度、压力、应力和具有化学活动性流体的影响,在基本保持固态条件下,原岩的化学成分、成分和结构构造发生不同程度的变化。
变质岩的主要特征是这类岩石大多数具有结晶结构、定向构造(如片理、片麻理等)和由变质作用形成的特征变质矿物如蓝晶石、红柱石、矽线石、石榴石、硬绿泥石、绿帘石、蓝闪石等变质岩的命名变质岩的命名目前不是非常统一，主要从以下几方面考虑：1.以构造划分：如如板块构造的岩石叫板岩，具千枚状构造的岩石叫千枚岩，具片状构造的岩石叫片岩，具片麻状构造的岩石叫片麻岩等。
变质岩的基本特征和主要类型
7.块状构造：矿物成分、结构均匀分布。
8．褶劈构造：在千枚岩和片岩中早期的面状构造被后期面理切穿， 面理内有后期矿物充填为褶劈理，无充填为板状劈理。
第四节 变质岩的分类
先根据变质作用类型，可将变质岩分为五类，再据等化学系列和等 物理系列进一步划分。
动力变质岩类 区域变质岩类 混合岩类 接触变质岩类 交代变质岩类
镶嵌粒状变晶结构：矿物界面平直或弯弧形，紧密接触。 缝合粒状变晶结构：界面不平整规则，锯齿状。
镶嵌 粒状
变晶 结构
缝合粒状变晶结构
b. 鳞片变晶结构：矿物一向延长，鳞片状，可定向排列。
c. 纤状变晶结构：矿物一向延长，长柱状，纤维状，可作向心状、束状，向 心结构，蒿束结构。
粒状纤状变晶结构
构结晶变状粒片鳞
变质岩的结构、构造可以继承原岩的结构构造，也可以在变质过程中 产生新的结构构造。
具有重要意义：了解变质岩的形成过程、作用类型和程度。提供恢复原 岩的依据，提供分类命名的依据。
一、变质岩的结构
据成因可分为四类：碎裂结构、变晶结构、变余结构及交代结构。
（一）变余结构：
变质作用不彻底，原岩的结构被部分残留下来，称变余结构。可在原 岩结构前加上“变余”二字，可有各类原岩的变余结构。如岩浆岩：变 余斑状结构，变余花岗结构等。沉积岩：变余砂状，泥状，粉砂状结构 等。
2．变晶结构的类型 （1）变晶矿物的粒度： a．相对大小：
等粒变晶结构：大部分主要变晶矿物粒度相等。 不等粒变晶结构：同种主要矿物粒度大小不等，连续变化。 斑状变晶结构（变斑状结构） ：粒度变化截然，大者称 “变斑晶”，细者为“变基 质“，变斑晶中可包含基质矿物，一般为结晶能力大的矿物，与基质形成期相当或 晚。
正变质岩（%）
8．褶劈构造：在千枚岩和片岩中早期的面状构造被后期面理切穿， 面理内有后期矿物充填为褶劈理，无充填为板状劈理。
第四节 变质岩的分类
先根据变质作用类型，可将变质岩分为五类，再据等化学系列和等 物理系列进一步划分。
动力变质岩类 区域变质岩类 混合岩类 接触变质岩类 交代变质岩类
镶嵌粒状变晶结构：矿物界面平直或弯弧形，紧密接触。 缝合粒状变晶结构：界面不平整规则，锯齿状。
镶嵌 粒状
变晶 结构
缝合粒状变晶结构
b. 鳞片变晶结构：矿物一向延长，鳞片状，可定向排列。
c. 纤状变晶结构：矿物一向延长，长柱状，纤维状，可作向心状、束状，向 心结构，蒿束结构。
粒状纤状变晶结构
构结晶变状粒片鳞
变质岩的结构、构造可以继承原岩的结构构造，也可以在变质过程中 产生新的结构构造。
具有重要意义：了解变质岩的形成过程、作用类型和程度。提供恢复原 岩的依据，提供分类命名的依据。
一、变质岩的结构
据成因可分为四类：碎裂结构、变晶结构、变余结构及交代结构。
（一）变余结构：
变质作用不彻底，原岩的结构被部分残留下来，称变余结构。可在原 岩结构前加上“变余”二字，可有各类原岩的变余结构。如岩浆岩：变 余斑状结构，变余花岗结构等。沉积岩：变余砂状，泥状，粉砂状结构 等。
2．变晶结构的类型 （1）变晶矿物的粒度： a．相对大小：
等粒变晶结构：大部分主要变晶矿物粒度相等。 不等粒变晶结构：同种主要矿物粒度大小不等，连续变化。 斑状变晶结构（变斑状结构） ：粒度变化截然，大者称 “变斑晶”，细者为“变基 质“，变斑晶中可包含基质矿物，一般为结晶能力大的矿物，与基质形成期相当或 晚。
正变质岩（%）
变质岩种类及特征
变质岩种类及特征
变质岩，三大岩类的一种，是指受到地球内部力量(温度、压力、应力的变化、化学成分等)改造而成的新型岩石。
变质岩的种类有哪些?变质岩有哪些特征?请看下文介绍。
一、变质岩种类有哪些
变质岩的种类可以分为矽卡岩、角岩、片麻岩、长英质粒岩、气-液变质岩、混合岩、千枚岩、片岩石英岩、麻粒岩、铁镁质暗色岩、榴辉岩、大理岩。
二、变质岩特征
变质岩的特征主要集中在两点上，一是岩石的重结晶非常明显，
二是岩石所具有的特定的结构构造。
尤其是在一定的压力环境下，所以形成的相关片理结构。
1、变质岩和其他种类岩石：变质岩和火成岩拿来作比较，相同的地方都是有着结晶结构，而区别就在于变质岩有着非常典型的变质矿物，有着片理结构，然而火成岩是没有的。
另外变质岩和沉积岩拿起来作比较，其中能够明显发现的区别就是，沉积岩有着层理结构，而且含有丰富的生物化石，然而变质岩是没有的。
不仅如此，沉积岩中的除了含有化学岩和一些生物化学岩之外，通常情况下来说是没有结晶粒状机构的，然而变质岩却有非常多的重结晶。
因此通常可以在对比的情况下，捉摸清楚岩石的类型。
2、变质岩的矿物：变质岩是通过一些沉积岩或者火成岩变化过来的，所以其中的一些矿物会一定程度保留着原有岩石的成分，而另一方面来说也会出现较新的矿物物质。
例如常见到的斜长石、白云母和黑云母等等。
因为长期处于温度较高的环境中，所以岩石成分有保留也有散失。
3、变质岩常见结构：常见的是变余结构，指的是存留了原有的岩石中存在的固定结构。
另外还有余砂状结构等，这些都常见于较浅变质的岩石当中。
03变质岩
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动力变质岩
• 动力变质岩是各种岩石受动力变质作用 的产物，是在强烈地壳错动带内的岩石， 在不同性质应力影响下，发生破碎、变 形和重结晶等作用而形成的岩石。 • 动力变质岩简明分类 • 1.构造或压碎角砾岩、2．碎裂岩、 3．糜棱岩、4．假玄武玻璃、5．千糜岩、 6．变晶糜棱岩（构造片状岩石）、7.冲 击变质岩
• 变形和碎裂是岩石在应力条件下产 生的一种变质作用方式，岩石或矿 物所受的应力超过弹性限度时产生 的塑性变形称为变形作用。
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碎裂作用
• 碎裂作用主要产生于地壳的浅部， 当岩石和矿物所受应力超过一定限 度时，岩石和矿物便会发生破裂、 碎开的变质作用方式。
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1.4变质作用的基本类型
• 根据变质作用的地质环境和条件及 主要因素，可以分出七大类型： • （1）区域变质作用；（2）动力变 质作用；（3）接触变质作用；（4） 气-液变质作用；（5）混合岩化作 用；（6）洋底变质作用；（7）冲 击变质作用等。
交代变质作用及其岩石
气液交代变质岩是在气液态的溶液影响下， 由于交代作用使原岩发生变质所形成的岩 石。交代变质岩的化学成分和矿物成分， 与原岩相比较，都有显著的变化。岩石中 原有的矿物在交代过程中发生原有的溶解、 消失和新矿物的生成，相应的岩石结构构 造也发生改变。 蛇纹石化及蛇纹岩、青盘岩化及青盘岩、云 英岩化及云英岩、黄铁绢英岩
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应力
• 应力是一种定向压力，常和地壳活动带 的构造运动有关，在一个地区的出现常 具有阶段性，其强度在空间上也变化很 大，且只对固态岩层起作用。一般应力 在地壳浅部较强，至深部则减弱。 • 应力是变形、变质作用的因素，主要表 现为对岩石和矿物进行机械改造。地壳 浅部岩石的变形，板状流劈理和碎裂构 造的形成显然都和应力直接有关。
动力变质岩
• 动力变质岩是各种岩石受动力变质作用 的产物，是在强烈地壳错动带内的岩石， 在不同性质应力影响下，发生破碎、变 形和重结晶等作用而形成的岩石。 • 动力变质岩简明分类 • 1.构造或压碎角砾岩、2．碎裂岩、 3．糜棱岩、4．假玄武玻璃、5．千糜岩、 6．变晶糜棱岩（构造片状岩石）、7.冲 击变质岩
• 变形和碎裂是岩石在应力条件下产 生的一种变质作用方式，岩石或矿 物所受的应力超过弹性限度时产生 的塑性变形称为变形作用。
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碎裂作用
• 碎裂作用主要产生于地壳的浅部， 当岩石和矿物所受应力超过一定限 度时，岩石和矿物便会发生破裂、 碎开的变质作用方式。
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1.4变质作用的基本类型
• 根据变质作用的地质环境和条件及 主要因素，可以分出七大类型： • （1）区域变质作用；（2）动力变 质作用；（3）接触变质作用；（4） 气-液变质作用；（5）混合岩化作 用；（6）洋底变质作用；（7）冲 击变质作用等。
交代变质作用及其岩石
气液交代变质岩是在气液态的溶液影响下， 由于交代作用使原岩发生变质所形成的岩 石。交代变质岩的化学成分和矿物成分， 与原岩相比较，都有显著的变化。岩石中 原有的矿物在交代过程中发生原有的溶解、 消失和新矿物的生成，相应的岩石结构构 造也发生改变。 蛇纹石化及蛇纹岩、青盘岩化及青盘岩、云 英岩化及云英岩、黄铁绢英岩
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应力
• 应力是一种定向压力，常和地壳活动带 的构造运动有关，在一个地区的出现常 具有阶段性，其强度在空间上也变化很 大，且只对固态岩层起作用。一般应力 在地壳浅部较强，至深部则减弱。 • 应力是变形、变质作用的因素，主要表 现为对岩石和矿物进行机械改造。地壳 浅部岩石的变形，板状流劈理和碎裂构 造的形成显然都和应力直接有关。
变质岩的基本特征描述
变质岩的基本特征描述（一）变质岩的基本特征1、变质岩的矿物变质岩既然是由火成岩或沉积岩等岩石变化而来的，那么其矿物成分一方面保留有原岩成分，另一方面也出现了一些新的矿物。
如火成岩中的石英、钾长石、斜长石、白云母、黑云母、角闪石及辉石等，由于本身是在高温、高压条件下形成的，所以在变质作用下依然保存。
在常温常压下形成于沉积岩中的特有矿物，特别是岩盐类矿物，除碳酸盐矿物（方解石、白云石）外，一般很难保存在变质岩中。
变质岩除了保存着上述火成岩和沉积岩中的共有继承矿物外，变质岩中还有它特有的矿物，如石榴石、红柱石、兰晶石、矽线石、硅灰石、石墨、金云母、透闪石、阳起石、透辉石、蛇纹石、绿泥石、绿帘石、滑石等。
2、变质岩的常见结构变质岩的结构是指组成矿物的粒度、形态和它们之间的关系，常见类型如下：变余结构指变质岩中保留了原岩结构的一种结构。
如变余砾状结构、变余砂状结构、变余斑状结构等。
常见于变质较浅的岩石中，可借此了解原岩性质。
变晶结构是指在变质作用过程中由重结晶作用所形成的结构。
是变质岩中最重要的一种结构类型。
按矿物颗粒大小可划分为：粗粒变晶结构粒径＞3中粒变晶结构粒径3～1细粒变晶结构粒径＜1如果按矿物的形态和颗粒的相对大小可分为：粒状变晶结构岩石主要由粒状矿物（如石英、方解石等）组成，无明显的定向排列，如大理岩、石英岩等。
纤状变晶结构岩石主要由针状、柱状矿物组成，有些呈放射状、束状，常具定向排列，如角闪片岩、阳起石片岩。
鳞片变晶结构岩石主要由片状矿物（云母、绿泥石）组成，而且呈平行排列，如云母片岩。
斑状变晶结构岩石中主要由于矿物结晶能力的差异和颗粒大小的不同而形成的结构，其中结晶能力强的矿物形成了较大的变斑晶，如兰晶石片岩或石榴石片岩中的兰晶石、石榴石。
3、变质岩中的常见构造变质岩的构造系指各种矿物的空间分布和排列特点。
按其成因可分为三类：变成构造主要是指变质作用过程中已形成的构造。
这类构造是变质岩中最重要的。
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当变质反应或交代反应不彻底，反应物与生 成物共存，结构上可反映出它们之间的反应关系， 这类结构称为反应结构或不平衡结构（你记得 的！）。
港湾结构 岛屿结构
反应边和冠 状体结构
Augite 普通辉石
Garnet 石榴子石
Plagioclase 斜长石
Omphacite 绿辉石
•3.2.2 变形结构• .1.2 无定向构造• 主要有块状构造、斑点状构造、瘤状构造角砾 状构造、云染状和雾迷状构造等类型
2.2 变余构造
正变质岩：变余枕状构造、变余气孔构 造、变余杏仁构造等；副变质岩常见变 余（交错、粒序等）层理构造
向上变细的 沉积粒序层 在变质作用 期间变成向 上变粗的粒 序层的可能 的逆转过程
• a.板状构造；b.千枚状构造； • c.片状构造；d.片麻状构造； • e.层状（条带状）构造；f.眼球状构造
• 2.1.1.2 线状构造
• 线状构造即线理（lineation），是岩石 中各种线状要素的平行定向排列。
• a.拉伸线理（矿物定向，仅发育拉伸线理的岩石可称L-构造 岩）
• b.面理面上的拉伸线理（矿物在面理上定向，S-L构造岩） • c. 皱纹线理（对应于小型柔皱如折辟脊的线理） • d. 交面线理 （晚期面理交切早期面理而产生的一组线理）
思考题
1. 扎实地掌握ACF和A’KF图解，熟记五大化学 类型变质岩的化学成分特点、和可能出现的变 质矿物及其特点
2. 已知岩石的矿物组合，指出它们的化学类型
3.
Di＋Tr＋Q＋Cc＋Dol；②And＋Crd＋
Ms＋Bi＋Q；③Pl＋Hb（普通角闪石）＋Di＋
Bi＋Q；Ms＋Bi＋Mi＋Pl＋Q
3. 给定一个以长石和石英为主要矿物的区域变质 岩石，你认为如何从四个途径对其原岩进行恢 复？
第三讲 变质岩的基本特征和分类
Basic Characteristics, Classifications and Nomenclature of Metamorphic Rocks
岩石的化学成分、矿物成分、结构和构造构 成岩石的主要特征，其中矿物成分是化学成 分的宏观体现和直接反映。
变质岩与岩浆岩和沉积岩的区别，除宏观尺 度上即产状上的区别外，矿物成分、结构和 构造也有特征区别，必须扎实掌握。
3. 变质岩化学类型的划分
Turner（1955）提出一个简明的等化学分类，将常见的变质岩归纳 为５个化学类型：
（1）泥质变质岩（pelitic）：源于泥质岩(泥岩\页岩\粘土岩等)； （2）长英质变质岩（quartz-feldspathic/felsic）：源于石英砂岩 和长石砂岩、中酸性的凝灰岩和中酸性岩浆岩(侵入岩和火山岩)； （3）钙质变质岩（calcareous）：源于灰岩和白云岩（可含石英、 粘土矿物等杂质）等钙质沉积物； （4）基性变质岩（basic）：源于基性岩浆岩和富含Fe、Mg的泥 泥灰质沉积物； （5）镁质变质岩（magnesian）：源于超镁铁质岩浆岩和绿泥石 质及其它富含Mg、Fe的沉积物。
• 角闪石： Fe/Mg比和Ti含量随温度升高而升高，其Ng颜色变 化低级（淡绿）中低级（蓝绿） 中级（黄绿） 高级 （棕绿、绿棕）；
• 紫苏辉石：Al含量随温度升高而增高，Np从淡粉红玫瑰 红
• 斜长石：Ca/Na比值随温度升高而增高
2）压力条件对变质矿物成分的影响 （自我总结）
• 白云母： • 角闪石： • 单斜辉石 • 斜长石： • 石榴子石 • Als： • 石英： •C
四、变质岩的原岩恢复
1. 基本途径（四个） 2. （1）地质产状和岩石组合； 3. （2）岩相学（特殊矿物和残余结构构
造）； 4. （3）地球化学（主量、微量、同位素
等）； 5. （4）副矿物（锆石）
• 区分正、副片麻岩的 Werner（1987）图解
CaO-MgO-<FeO>图解
1．副角闪岩；2．正角闪岩
• 3.2.2.2 晶内和晶界变形的结构表现
• （１）晶粒脆性变形
• a.裂纹石榴石； • b.碎裂石榴石； • c.角闪石大晶体破碎成细小晶体集合体
• （２）晶内塑性变形 • a.石英的波状消光和变形纹； • b.变形带； • c.扭折黑云母； • d.具变形双晶的斜长石。
• （３）扩散流动 • （a）亚颗粒、（b）压溶颗粒和 c、d（压力影） • a.糜棱岩中一纹带石英被亚颗粒（SG）替代； • b.受压溶的石英颗粒，尘点显示原颗粒轮廓； • c.围绕黄铁矿的压力裾； • d.石榴石沿着面理的绿泥石鞘。
• 本教材建议的变质岩岩相学分类(表19-2)是在 Best（1982）和Raymond（1995）的分类 基础上拟定的。把变质岩分为面理化和无面理 至弱面理化两大类。
• 本次讲课分类：首先按岩石成因划分为区域变 质岩、接触变质岩、动力变质岩、混合岩；然 后对不同成因类型变质岩再依据组成和结构特 征进一步划分。
自形程度：变质岩中的矿物大多为他形变晶，极少见自形 的变质矿物，矿物的自形程度受成面能控制（变晶系）： 一般做局部描述
形状：宏观上，据组成变质岩矿物的形状，可将岩石结构 描述为粒状（花岗）变晶结构、柱状变晶结构、鳞片变晶 结构等，如由多种形状矿物组成，可复合命名，如鳞片花 岗变晶结构
粒度： • 从绝对粒度，变晶结构分为 • 粗粒（＞2mm）、中粒（2-1mm）、细粒 (1-0.1mm)
等特点。交代结构可以在局部形成指示交代特征的结构， 属局部结构，其岩石结构仍属于变晶结构。本次讲课不
专门涉及交代结构。
•
一般的变晶结构包括组成岩石矿物的粒度、形状、
自形程度、相互关系等四个内容，由交代作用形成的岩
石中普遍发育交代结构，将在有关课程中介绍。
（１）反映变晶粒度、自形程度和形状特 征的变晶结构
2. 影响因素（原岩化学成分与变质条件）
1）原岩化学成分
（1）基性变质岩在不同变质级中的矿物成分
（2）泥质变质岩在不同变质级中的矿物成分
（3）白云母、黑云母、角闪石、紫苏 辉石、斜长石的矿物成分vs变质条件
• 白云母：绿磷石分子（与Fe-Mg有关的端员组分）随温度升 高而降低；
• 黑云母：Fe/Mg比和Ti含量随温度升高而升高，其Ng颜色变 化低级（棕绿）中级（棕） 高级（褐、褐红）；
变形结构是由变形机制所形成的变质岩（动力变 质岩）的特征结构，它因变形性质的不同而有不同的 特点。观察变形结构除了从岩石薄片或手标本角度外， 也常从更小尺度的晶内和晶界角度观察。国外学者文 献中常称其为组构（fabric) 或显微构造 (microtextures 或 micro-tectonics)。在描述岩石时，我们 不仅要描述岩石总体的变形结构特征，也要对晶内和 晶界变形结构在组分中加以描述
变质石英砂 岩中的碎屑 锆石
弱变质改造 的变质花岗 岩中的岩浆 成因锆石
强变质改造 的变质花岗 岩中的岩浆 成因锆石
五、变质岩的岩相学分类和命名
• 变质岩岩相学分类方案有两类：一类建 立在矿物成分基础上称为矿物学分类， 通常限于结晶质的区域质岩；另一类主 要考虑结构构造，用岩石最显著的结构 构造等特征划分岩石的基本类型，称为 结构分类 。
2、变质岩的主要化学组分分类
A——孤立组分：低含量氧化物如TiO2、P2O5将形成独立矿 物，而称之；
B——过剩组分：CO2和H2O+将作为一些主要矿物的一部分， 且取之不尽，用之不完，故称为过剩组分，SiO2也属过剩 组分，以石英矿物相存在；
C——有效组分： Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O，并据类质同像替换性质，可归并为 A = Al2O3+ Fe2O3、C = CaO、 K = K2O+Na2O、F = FeO+MnO+MgO, 并常选择其中的三种组分以图解的形成来表达岩石的成分 特征和矿物组合
3. 结构类型
也分变质和变余两个成因类型 3.1变余结构
• 变余斑状结构（a） • 和变余砂状结构（b）
3.2 变质结构
变质结构包括变晶结构、 交代结构和变形结构等。
• 3.2.1 变晶结构及主要类型
•
变晶结构是变质过程中因变质结晶和变质分异而形
成的岩石所具有的结构。由于岩石是在基本保持固体状 态下结晶形成的，晶体生长不自由，因此，变晶结构具 有自形程度较差、粒度变化大、常见包裹体和反应现象
4. 区分：变斑晶、变余斑晶、碎斑； 5. 板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构
造 6. 比较下列岩石： （1）绿岩、绿片岩、钠长-绿帘角岩、青磐岩 （2）钙硅酸盐角岩、钙硅酸盐粒岩、夕卡岩、
• 嵌状变晶结构的特点是大颗粒包含有细小颗 粒包裹体。这种相对大的变晶称变嵌晶。当包裹 体很多，变嵌晶呈筛状时，则称为筛状变晶结构。 当包裹体定向排列时，则称为残缕结构。若残缕 强烈弯曲呈S形，状如雪球，又称为雪球结构。
（３）变晶相互关系——反应结构 （重要，以往大四有专题课，现已放入研究生课 程，本次讲课不要求）
（2）与岩浆岩和沉积岩相比
• 某种化学成分变化范围大，相当于岩浆岩和沉积岩相比 极端值，如石英中的SiO2含量可达100wt%；
• 可出现正常岩浆岩或沉积岩不存在的化学成分：如蓝晶 石铝直闪石片岩以高铝和高镁为特征，在岩浆岩和沉积 岩都无对应化学成分的岩石类型。原因：过程复杂，先 交代（海底风化）作用，然后再发生变质重结晶。
4、五大化学类型变质岩的成分特点 (p. 320 Fig. 20-6)
二、变质岩的矿物成分
1。特点
• 复杂多样 原因：化学组成范围宽；变质作用条件范围也宽，变 质作用特点（等化学/异化学）；应力和溶液参与。
• 变质矿物的成因类型 （1）贯通矿物； （2）特征变质矿物（成分/条件）； （3）稳定矿物/峰期矿物（组合） （4）残余矿物； （5）矿物世代
港湾结构 岛屿结构
反应边和冠 状体结构
Augite 普通辉石
Garnet 石榴子石
Plagioclase 斜长石
Omphacite 绿辉石
•3.2.2 变形结构• .1.2 无定向构造• 主要有块状构造、斑点状构造、瘤状构造角砾 状构造、云染状和雾迷状构造等类型
2.2 变余构造
正变质岩：变余枕状构造、变余气孔构 造、变余杏仁构造等；副变质岩常见变 余（交错、粒序等）层理构造
向上变细的 沉积粒序层 在变质作用 期间变成向 上变粗的粒 序层的可能 的逆转过程
• a.板状构造；b.千枚状构造； • c.片状构造；d.片麻状构造； • e.层状（条带状）构造；f.眼球状构造
• 2.1.1.2 线状构造
• 线状构造即线理（lineation），是岩石 中各种线状要素的平行定向排列。
• a.拉伸线理（矿物定向，仅发育拉伸线理的岩石可称L-构造 岩）
• b.面理面上的拉伸线理（矿物在面理上定向，S-L构造岩） • c. 皱纹线理（对应于小型柔皱如折辟脊的线理） • d. 交面线理 （晚期面理交切早期面理而产生的一组线理）
思考题
1. 扎实地掌握ACF和A’KF图解，熟记五大化学 类型变质岩的化学成分特点、和可能出现的变 质矿物及其特点
2. 已知岩石的矿物组合，指出它们的化学类型
3.
Di＋Tr＋Q＋Cc＋Dol；②And＋Crd＋
Ms＋Bi＋Q；③Pl＋Hb（普通角闪石）＋Di＋
Bi＋Q；Ms＋Bi＋Mi＋Pl＋Q
3. 给定一个以长石和石英为主要矿物的区域变质 岩石，你认为如何从四个途径对其原岩进行恢 复？
第三讲 变质岩的基本特征和分类
Basic Characteristics, Classifications and Nomenclature of Metamorphic Rocks
岩石的化学成分、矿物成分、结构和构造构 成岩石的主要特征，其中矿物成分是化学成 分的宏观体现和直接反映。
变质岩与岩浆岩和沉积岩的区别，除宏观尺 度上即产状上的区别外，矿物成分、结构和 构造也有特征区别，必须扎实掌握。
3. 变质岩化学类型的划分
Turner（1955）提出一个简明的等化学分类，将常见的变质岩归纳 为５个化学类型：
（1）泥质变质岩（pelitic）：源于泥质岩(泥岩\页岩\粘土岩等)； （2）长英质变质岩（quartz-feldspathic/felsic）：源于石英砂岩 和长石砂岩、中酸性的凝灰岩和中酸性岩浆岩(侵入岩和火山岩)； （3）钙质变质岩（calcareous）：源于灰岩和白云岩（可含石英、 粘土矿物等杂质）等钙质沉积物； （4）基性变质岩（basic）：源于基性岩浆岩和富含Fe、Mg的泥 泥灰质沉积物； （5）镁质变质岩（magnesian）：源于超镁铁质岩浆岩和绿泥石 质及其它富含Mg、Fe的沉积物。
• 角闪石： Fe/Mg比和Ti含量随温度升高而升高，其Ng颜色变 化低级（淡绿）中低级（蓝绿） 中级（黄绿） 高级 （棕绿、绿棕）；
• 紫苏辉石：Al含量随温度升高而增高，Np从淡粉红玫瑰 红
• 斜长石：Ca/Na比值随温度升高而增高
2）压力条件对变质矿物成分的影响 （自我总结）
• 白云母： • 角闪石： • 单斜辉石 • 斜长石： • 石榴子石 • Als： • 石英： •C
四、变质岩的原岩恢复
1. 基本途径（四个） 2. （1）地质产状和岩石组合； 3. （2）岩相学（特殊矿物和残余结构构
造）； 4. （3）地球化学（主量、微量、同位素
等）； 5. （4）副矿物（锆石）
• 区分正、副片麻岩的 Werner（1987）图解
CaO-MgO-<FeO>图解
1．副角闪岩；2．正角闪岩
• 3.2.2.2 晶内和晶界变形的结构表现
• （１）晶粒脆性变形
• a.裂纹石榴石； • b.碎裂石榴石； • c.角闪石大晶体破碎成细小晶体集合体
• （２）晶内塑性变形 • a.石英的波状消光和变形纹； • b.变形带； • c.扭折黑云母； • d.具变形双晶的斜长石。
• （３）扩散流动 • （a）亚颗粒、（b）压溶颗粒和 c、d（压力影） • a.糜棱岩中一纹带石英被亚颗粒（SG）替代； • b.受压溶的石英颗粒，尘点显示原颗粒轮廓； • c.围绕黄铁矿的压力裾； • d.石榴石沿着面理的绿泥石鞘。
• 本教材建议的变质岩岩相学分类(表19-2)是在 Best（1982）和Raymond（1995）的分类 基础上拟定的。把变质岩分为面理化和无面理 至弱面理化两大类。
• 本次讲课分类：首先按岩石成因划分为区域变 质岩、接触变质岩、动力变质岩、混合岩；然 后对不同成因类型变质岩再依据组成和结构特 征进一步划分。
自形程度：变质岩中的矿物大多为他形变晶，极少见自形 的变质矿物，矿物的自形程度受成面能控制（变晶系）： 一般做局部描述
形状：宏观上，据组成变质岩矿物的形状，可将岩石结构 描述为粒状（花岗）变晶结构、柱状变晶结构、鳞片变晶 结构等，如由多种形状矿物组成，可复合命名，如鳞片花 岗变晶结构
粒度： • 从绝对粒度，变晶结构分为 • 粗粒（＞2mm）、中粒（2-1mm）、细粒 (1-0.1mm)
等特点。交代结构可以在局部形成指示交代特征的结构， 属局部结构，其岩石结构仍属于变晶结构。本次讲课不
专门涉及交代结构。
•
一般的变晶结构包括组成岩石矿物的粒度、形状、
自形程度、相互关系等四个内容，由交代作用形成的岩
石中普遍发育交代结构，将在有关课程中介绍。
（１）反映变晶粒度、自形程度和形状特 征的变晶结构
2. 影响因素（原岩化学成分与变质条件）
1）原岩化学成分
（1）基性变质岩在不同变质级中的矿物成分
（2）泥质变质岩在不同变质级中的矿物成分
（3）白云母、黑云母、角闪石、紫苏 辉石、斜长石的矿物成分vs变质条件
• 白云母：绿磷石分子（与Fe-Mg有关的端员组分）随温度升 高而降低；
• 黑云母：Fe/Mg比和Ti含量随温度升高而升高，其Ng颜色变 化低级（棕绿）中级（棕） 高级（褐、褐红）；
变形结构是由变形机制所形成的变质岩（动力变 质岩）的特征结构，它因变形性质的不同而有不同的 特点。观察变形结构除了从岩石薄片或手标本角度外， 也常从更小尺度的晶内和晶界角度观察。国外学者文 献中常称其为组构（fabric) 或显微构造 (microtextures 或 micro-tectonics)。在描述岩石时，我们 不仅要描述岩石总体的变形结构特征，也要对晶内和 晶界变形结构在组分中加以描述
变质石英砂 岩中的碎屑 锆石
弱变质改造 的变质花岗 岩中的岩浆 成因锆石
强变质改造 的变质花岗 岩中的岩浆 成因锆石
五、变质岩的岩相学分类和命名
• 变质岩岩相学分类方案有两类：一类建 立在矿物成分基础上称为矿物学分类， 通常限于结晶质的区域质岩；另一类主 要考虑结构构造，用岩石最显著的结构 构造等特征划分岩石的基本类型，称为 结构分类 。
2、变质岩的主要化学组分分类
A——孤立组分：低含量氧化物如TiO2、P2O5将形成独立矿 物，而称之；
B——过剩组分：CO2和H2O+将作为一些主要矿物的一部分， 且取之不尽，用之不完，故称为过剩组分，SiO2也属过剩 组分，以石英矿物相存在；
C——有效组分： Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, MgO, CaO, Na2O, K2O，并据类质同像替换性质，可归并为 A = Al2O3+ Fe2O3、C = CaO、 K = K2O+Na2O、F = FeO+MnO+MgO, 并常选择其中的三种组分以图解的形成来表达岩石的成分 特征和矿物组合
3. 结构类型
也分变质和变余两个成因类型 3.1变余结构
• 变余斑状结构（a） • 和变余砂状结构（b）
3.2 变质结构
变质结构包括变晶结构、 交代结构和变形结构等。
• 3.2.1 变晶结构及主要类型
•
变晶结构是变质过程中因变质结晶和变质分异而形
成的岩石所具有的结构。由于岩石是在基本保持固体状 态下结晶形成的，晶体生长不自由，因此，变晶结构具 有自形程度较差、粒度变化大、常见包裹体和反应现象
4. 区分：变斑晶、变余斑晶、碎斑； 5. 板状构造、千枚状构造、片状构造、片麻状构
造 6. 比较下列岩石： （1）绿岩、绿片岩、钠长-绿帘角岩、青磐岩 （2）钙硅酸盐角岩、钙硅酸盐粒岩、夕卡岩、
• 嵌状变晶结构的特点是大颗粒包含有细小颗 粒包裹体。这种相对大的变晶称变嵌晶。当包裹 体很多，变嵌晶呈筛状时，则称为筛状变晶结构。 当包裹体定向排列时，则称为残缕结构。若残缕 强烈弯曲呈S形，状如雪球，又称为雪球结构。
（３）变晶相互关系——反应结构 （重要，以往大四有专题课，现已放入研究生课 程，本次讲课不要求）
（2）与岩浆岩和沉积岩相比
• 某种化学成分变化范围大，相当于岩浆岩和沉积岩相比 极端值，如石英中的SiO2含量可达100wt%；
• 可出现正常岩浆岩或沉积岩不存在的化学成分：如蓝晶 石铝直闪石片岩以高铝和高镁为特征，在岩浆岩和沉积 岩都无对应化学成分的岩石类型。原因：过程复杂，先 交代（海底风化）作用，然后再发生变质重结晶。
4、五大化学类型变质岩的成分特点 (p. 320 Fig. 20-6)
二、变质岩的矿物成分
1。特点
• 复杂多样 原因：化学组成范围宽；变质作用条件范围也宽，变 质作用特点（等化学/异化学）；应力和溶液参与。
• 变质矿物的成因类型 （1）贯通矿物； （2）特征变质矿物（成分/条件）； （3）稳定矿物/峰期矿物（组合） （4）残余矿物； （5）矿物世代